Uutiset

Caterina Foti: Haaveeni on tavoittaa ihmiset vauvasta vaariin ja tuoda kvanttimaailma kaikkien tietoisuuteen

Katso videot, joissa kuvataan pelinomaisesti Heisenbergin epätarkkuusperiaatetta ja esitellään Quantum Jungle -taideteos, jonka avulla simuloidaan kvanttihiukkasen liikettä Schrödingerin yhtälöä käyttäen.
Caterina Foti
Caterina Foti Quantum Jungle -näyttelyssä Italiassa.

Olet mukana kvantti-instituutissa, -alustalla, -näyttelyssä ja myös kvanttialan startupissa, joka sai juuri rahoitusta. Kuinka tämä kaikki tapahtui?

Tulin Suomeen ensimmäistä kertaa vuonna 2017 väitöstutkimukseni aikana, ja tein harjoittelun professori Sabrina Maniscalcon ryhmässä. Hän on ensimmäinen ihminen, johon tutustuin täällä. Muutin Suomeen 2020.

Roolini Aallossa pitää sisällään sen, että laajennan kvanttitutkimuksen ja -teknologioiden näkyvyyttä yhteiskunnassa. Olen sen vuoksi sukeltanut syvälle kvantti-ilmiöiden maailmaan. Tein väitöskirjani kvanttifysiikan perusperiaatteista, ja olin sen jälkeen puoli vuotta tutkijatohtorina. Nyt olen osa professori Jukka Pekolan ryhmää.

Kvantti tulee olemaan tulevaisuuden teknologia, ja erilaisia aloitteita on käynnissä paljon. Hyvin todennäköisesti yhteiskuntamme tulee muokkaantumaan näiden uusien teknologioiden johdosta, ja sen vuoksi pidän kvanttilukutaitoa erittäin tärkeänä.

Meidän ei pidä kouluttaa pelkästään tulevaisuuden työvoimaa. Jokaisella meistä pitäisi olla vähintään mahdollisuus ymmärtää kvanttifysiikkaa. Toistaiseksi kvanttifysiikka ei ole lainkaan tunnettu aihe, mutta kiinnostusta kvanttitutkimukseen ja -teknologioihin on riittämiin.

Tänään on kansainvälinen päivä naisille ja tytöille tieteen ja teknologian parissa. Lisäksi on syntymäpäiväsi. Onnittelut! Kuinka sinusta tuli kvanttitutkija?

Perheeni ja opettajani ovat lapsesta saakka rohkaisseet minua olemaan utelias, vaikka se ei suoranaisesti koskenutkaan juuri fysiikan alaa.

Tavallaan fysiikka oli yllättävä valinta. Halusin ensin lääkäriksi, mutta sitten minulla oli erittäin hyvä luonnontieteiden opettaja koulussa. Osallistuin yliopiston orientaatiokurssilla ESA:n, Euroopan avaruusjärjestön, italialaisen professorin työpajaan. Hän kertoi paljon Marsista ja avaruustutkimuksesta, ja rakastuin aiheeseen. Lukion viimeisenä vuonna opiskelin tähtitiedettä ja halusin astrofyysikoksi.

Mutta kolmantena vuonna yliopistolla tutustuin kvanttifysiikkaan ja halusin alkaa tutkia kvanttifysiikkaa.

Caterina Foti in Quantum Jungle exhibition
Quantum Jungle on esillä Pisan Palazzo Blu -museossa huhtikuuhun saakka.

Mitkä ovat urasi kohokohtia?

Olen ylpeä, että sain väitöskirjani valmiiksi, se ei ollut aina helppo tie. Nykyinen roolini kvanttifysiikan tunnetuksi tekemisessä on kirjaimellisesti unelmatyöni.

Olen myös ylpeä muutamista väitöskirjassa ja sen jälkeen julkaistuista artikkeleista. Yksi niistä selittää kvanttiprosessien evoluutiota. Kun kaksi järjestelmää vuorovaikuttaa keskenään ja toinen on - tai on tulossa - makroskooppiseksi, kyseisen järjestelmän dynamiikka on muovautumassa. Vuorovaikutus vastaa mittausprosessia.

Nature Communications -lehdessä viime maaliskuussa julkaistu artikkeli taas avaa sitä, miten aika suhteutuu kvanttifysiikkaan. Kvanttifysiikassa paikka ja aika ovat erilaisia, ja aika on teorian ulkopuolinen muuttuja. Havainnoimme kahta järjestelmää, jotka eivät vuorovaikuttaneet keskenään eivätkä myöskään olleet keskenään lomittuneita. Toinen niistä oli ajateltavissa kelloksi. Aloitimme kvanttimäärittelystä, johdimme Schrödingerin yhtälön kellon klassisen rajan tapauksessa ja Hamiltonin liikkeen yhtälön sekä kellon klassisen rajan tapauksessa että muovautuvalle järjestelmälle ylipäätään. Huomasimme, että jos järjestelmät eivät ole lomittuneita, ei ole aikaa eikä evoluutiota. Lomittuminen johtaa ajan havaitsemiseen järjestelmässä.

Olet vastuussa kansallisen kvantti-instituutin, InstituteQ:n, vaikuttavuudesta. Mitä konkreettisia suunnitelmia teillä on?

Olemme järjestäneet Quantum Game Jam -tapahtumia ja Quantum Jungle -näyttelyn Pisassa, Italiassa. Tavoitteena on innostaa Aallon, Helsingin yliopiston ja VTT:n kvanttitutkimusryhmiä näkyvyyden lisäämisessä. Aloitamme kvanttitermodynamiikasta.

Aloitimme myös koulutusta koskevan yhteistyön Helsingin yliopiston professorin Ismo Koposen kanssa. Etsimme tehokkaita tapoja opettaa kvanttifysiikkaa tulevaisuudessa lukion opettajille ja opiskelijoille.

Huhtikuuksi suunnittelemme fotoniikan näyttelyä. Kvanttiviikko alkaa 14. huhtikuuta maailman kvanttipäivällä. Fotoniikan aarteenetsintä yhdistää taiteellisia kuvituksia, fantasiatarinoita, sekä johdannon kvanttioptiikkaan ja peleihin. Se on suunnattu lukiolaisille ja jopa sitä nuoremmille opiskelijoille.

Koordinoit myös QPlayLearn-sovellusta, jossa voi opiskella kvanttimaailmaa pelinomaisesti. Kuinka vaikeaa on oikeastaan ymmärtää kvanttifysiikkaa?

Kvanttifysiikka on tieteenalana yli sata vuotta vanha, mutta sitä pidetään edelleen omituisena ja vaikeana ymmärtää. On aika muuttaa tuota käsitystä. Outous tekee siitä oikeastaan kiehtovaa. On tärkeää, että tarkastelemme asioita uusista näkökulmista.

Mielestäni kvanttifysiikassa on jotain tyylikästä. Se on perustavanlaatuinen teoria, kuin kartta. Se pitää sisällään lineaarialgebraa, kaavoja, yhtälöitä, matriiseja ja vektoreita. Kun kirjoittaa yhtälöitä, kaikki on selvää. Mutta kun pitäisi yrittää selittää kvanttifysiikkaa noiden yhtälöiden ympärillä, siitä tulee haastavaa. Toinen kvanttivallankumous alkoi, kun tutkijat yrittivät alkaa ymmärtää kvanttifysiikan konsepteja niiden perimmäisessä merkityksessä, matemaattisten muotojen tuolla puolen. Tässä on avain logiikan ja näkökulman muuttamiseksi.

Olet myös mukana järjestämässä Quantum Jungle -näyttelyä Italiassa. Mikä on roolisi tässä yhteydessä?

Quantum Jungle on pidemmälle viety versio Quantum Gardenista, joka luotiin Sabrina Maniscalcon ryhmissä Aallossa ja Turun yliopistossa. Quantum Jungle on Aallon, Helsingin yliopiston ja Pisan yliopiston yhteistyön tulos, ja toivon, että näyttely tulee Helsinkiin myöhemmin. Valmistelin materiaalit, jotka kertovat näyttelystä.

Quantum Jungle -teoksen vieterit ja valot ovat yhdistettyinä tietokoneeseen, jossa ajetaan oikeaa kvanttisimulaatiota. Jokainen vieteri edustaa solmua, ja jokainen solmu on yhteydessä kuuteen naapuriin. Visualisaatio osoittaa, kuinka kvanttievoluutio leviää. Muodostuva värikäs aalto visualisoi, kuinka kvanttihiukkanen liikkuu edestakaisin viidakossa! Kun tanssi on alkanut ja kosketat vieteriä, mittaaminen alkaa. Superpositio tuhoutuu ja lopussa on vain yksi tulos, mittauksen jälkeinen tila. Se on sellaisenaan kaunis taideteos, ja kvanttifysiikka tekee sen vielä kiehtovammaksi.

Olet myös mukana kvanttialan startup-yrityksessä Algoritmiq, joka sai juuri rahoituksen kvanttiohjelmiston kehittämiseen. Mikä on roolisi siellä, entä mitä suunnitelmia teillä on?

Almorithmiq perustettiin kaksi vuotta sitten Sabrina Maniscalcon, Matteo Rossin ja muiden toimesta. En ollut perustamassa yritystä, mutta olen ollut mukana yrityksen varhaisista vaiheista lähtien. Pääpainopiste on kehittää algoritmeja kvanttilaitteille. Mutta kvanttilukutaito on meille myös tärkeää, sekä yhteiskunnan että yritysten näkökulmasta. Roolini on kehittää QPlayLearn-alustan avointa ja yrityksille tarkoitettua puolta. Olen osa branditiimiä ja osallistun myös tutkimukseen.

Mitä odotat tulevaisuudelta?

Meillä tapahtuu nyt aika paljon, ja olen siitä innoissani. Haaveeni on tehdä kaikki vauvasta vaariin jollain tapaa tietoisiksi kvanttimaailmasta.

Lisätietoja englanniksi:

Caterina Foti

Postdoctoral Researcher
InteraktiiQuantum Garden on interaktiivinen elektroninen valotaideteos, jota koskettamalla teoksen värit muuttuvat. Tummasävyisessä kuvassa kaksi kättä kurkottaa eriväristen valoantureiden päälle.

Aalto and InstituteQ are partners of Quantum Jungle - The Dance of Quanta exhibition

The exhibition will open on Friday November 26 in Palazzo Blu museum, Pisa, Italy. Quantum Jungle is an interactive art installation visualising the fascinating world of quantum particles.

News
Screenshot from Hamsterwave (Games,art and science)

Hulluja ideoita ja hamstereita

Pelit ovat yksi tie kvanttifysiikan maailmaan, sanoo Quantum Game Jam -tapahtuman pääjärjestäjä Laura Piispanen, jonka innostus kvanttipeleihin johti väitöskirjaan.

Uutiset
The low-temperature plate inside of the refrigerator. The team attaches their bolometers here. Credit: Aalto University.

Suomen kvanttiosaajat tiivistävät yhteistyötään

Aalto-yliopiston, Helsingin yliopiston ja VTT:n InstituteQ tuo yhteen alan kärkitutkimuksen ja -koulutuksen sekä edistää innovaatioiden syntymistä.

Uutiset
InteraktiiQuantum Garden on interaktiivinen elektroninen valotaideteos, jota koskettamalla teoksen värit muuttuvat. Tummasävyisessä kuvassa kaksi kättä kurkottaa eriväristen valoantureiden päälle.

Kvanttilukutaitoa kaikille

Mikä yhdistää tietokonetta, matkapuhelimia ja GPS-järjestelmää? Entä digikameroita, aurinkopaneeleita ja kuituoptiikkaa? Niiden kaikkien toiminta perustuu kvanttifysiikan ilmiöihin.

Uutiset
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Class 1972 of the School of Business.
Yhteistyö, Yliopisto Julkaistu:

Kuppilan cumlaude ja muita mukavia muistoja 50 vuoden varrelta

Vuosikurssi -72 kokoontui Kauppakorkeakoululla lukuvuoden avajaispäivänä 6.9.2022.
Elias Rantapuska, photo by Evelin Kask
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

OP Ryhmän Tutkimussäätiöltä 1,2 miljoonaa euroa kolmen suomalaisyliopiston tutkimushankkeelle

Laadukasta tutkimusta ei synny ilman kallista tutkimusdataa ja ihmisiä, toteaa rahoitusalan ja rahoitusinstituutioiden tutkimushanketta Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulussa johtava professori Elias Rantapuska.
Finavia-projektin työryhmä, Aalto BIZ
Yhteistyö, Opinnot Julkaistu:

Opiskelijat auttoivat Finaviaa analysoimaan Helsinki-Vantaan terminaalilogistiikkaa

Lentomatkustuksen yllättävän nopea elpyminen on aiheuttanut kapasiteettiongelmia.
sanasto-somekuva-twitter.png
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Kurssikirjojen kirjoittaja ja tiedekirjailija – tiesitkö, että olet oikeutettu lainauskorvaukseen?

Kaikki tekijät, jotka ovat kirjoittaneet tekstiä teokseen, jota lainataan kirjastoista, ovat oikeutettuja lainauskorvaukseen.